فناوری پرینت سه بعدی در جهان به عنوان جدیدترین فرآیند برای ساخت قطعات می باشد که با دستگاه های پرینتر سه بعدی در انواع تکنولوژی های مختلف صورت می گیرد. کم هزینه بودن و سهولت در ساخت انواع قطعات با هر نوع پیچیدگی نیاز به دستگاه های چاپگر سه بعدی را در تمامی صنایع روز به روز افزایش می یابد. دانشمندان به تازگی موفق شدند تا با سخت ترین فولاد ضد زنگ موجود در بازار پرینت سه بعدی بگیرند.

فولاد به دلیل مقاومتی که در برابر خوردگی و فرسایش دارد فلز ارزشمندی به حساب می آید. این فلز، آلیاژی متشکل از آهن، کروم و کمی کربن می باشد.آیا شما با فولاد ضد زنگ با رسوب سختی(ph) 17-4 آشنایی دارید؟ این فولاد ضد زنگ خاص فلزی است که در عین سختی بسیار زیاد، در برابر خوردگی هم مقاوم است. برای اولین بار، یک تیم از محققان موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی (NIST) موفق شدند با حفظ این دو ویژگی خاص، از آن پرینت سه بعدی بگیرند.

تکنولوژی ساخت افزاینده ی فلزی، چند سالی است که توسعه پیدا کرده و امکانات گوناگونی را برای بسیاری از صنایع از هوافضا گرفته تا پزشکی و خودروسازی، ایجاد کرده است. با این حال، هنوز مشکلات و مسائلی در این مسیر وجود دارد که حل آن ها خیلی هم ساده نیست.در پرینت سه بعدی فلز، این ماده با تغییرات قابل توجه دما حین فرایند پرینت، مواجه است چرا که با ماده ای سر و کار دارد که تغییر دما در آن بسیار سریع رخ می دهد.

فان زانگ یکی از فیزیکدانان تیم (NIST) و نویسنده این تحقیق می گوید: «وقتی در مورد تکنولوژی ساخت افزاینده فلز فکر می کنیم یعنی میخواهیم میلیون ها ذره کوچک و پودری را  با یک نیروی زیاد مثل لیزر به هم جوش داده و به مایع تبدیل کرده و سپس با خنک کردن این مایع به ماده ی جامد برسیم. ولی سرعت خنک شدن، زیاد است و گاهی به بیش از یک میلیون درجه سلسیوس در ثانیه می رسد، و در نتیجه این شرایط بسیار غیر عادی چالش محاسبات غیر عادی را هم نتیجه می دهد.»

این تغییرات دمایی باعث به وجود آمدن بی نظمی هایی می شوند و در نتیجه نمی توان قطعه ی فلزی با خصوصیات مطلوب را به آسانی بدست آورد. بنابراین، تیم محققان می خواستند در مورد تغییرات ساختار کریستالی یک فلز، در این اینجا، فولاد (ph) 17-4، بیشتر بدانند تا خواص مورد نظر یعنی سختی و مقاومت در برابر خوردگی را به دست آورند.

برای این کار، آن ها باید از یک سنکروترون استفاده می کردند که یک ابزار الکترومغناطیسی است که ذرات بنیادی را شتاب می دهد. محققان توضیح دادند که به منظور دنبال کردن تکامل ساختار کریستالی فلز،  پرتوهای ایکس را از دستگاه بر روی فولاد مورد نظر وقتی که در حال چاپ بود، تاباندند.  با این کار به بعضی از عوامل مثل تاثیر ترکیب آلیاژ، پی بردند.

فان زانگ در ادامه می گوید: کنترل ترکیبات آلیاژ، کلید حقیقی پرینت سه بعدی آن است. با کنترل کردن ترکیبات می توانیم بر چگونگی انجماد آن کنترل داشته باشیم. همچنین نشان دادیم که با وجود دامنه ی وسیعی از سرعت های خنک شدگی – چیزی بین 10 تا 1000 میلیون درجه سلسیوس در ثانیه- ترکیبات ما همواره منجر به تولید فولاد کاملا مارتنزیتی با(ph) 17-4 می شود. در مورد پرینت سه بعدی، محققان توانستند فولاد بسیار با کیفیت با(ph) 17-4 تولید کرده و در عین حال از برخی از مراحل خنک کننده موجود در تولید سنتی اجتناب کنند. بنابراین با تکنولوژی ساخت افزاینده، فرایند تولید آسان تر و ارزان تر می شود.

++ برای مشاهده بروزترین اخبار و تازه های جهان در خصوص پرینتر سه بعدی اینجا کلیک کنید ++